By Kenna Hughes-Castleberry objavljeno 29. decembra 2023
IQT-jev “Journal Club” je serija tedenskih člankov, ki razčlenjuje nedavni raziskovalni članek o kvantni tehnologiji in razpravlja o njenih vplivih na kvantni ekosistem. Ta članek se osredotoča na nedavni članek, ki preučuje kvantna omrežja in satelitske komunikacije.
Kvantno satelitsko mreženje, kot je podrobno opisano v nedavni študiji v Dostop do IEEE, predstavlja prelomno zbliževanje kvantne tehnologije in satelitskih komunikacij z globokimi posledicami za kvantno industrijo. Ta integracija je ključna za realizacijo kvantne porazdelitve ključev (QKD) in prenosa kvantnega stanja, kar je bistvenega pomena za varno globalno komunikacijo.
Porazdelitev kvantnega ključa in orbite satelitov:
Študija se poglablja v sheme QKD z diskretnimi spremenljivkami (DV) in zveznimi spremenljivkami (CV), od katerih vsaka ponuja edinstvene prednosti za satelitsko podprta kvantna omrežja. DV QKD je podoben ustvarjanju tajne kode, kjer orientacija vsakega fotona nosi del sporočila. Ta tehnika je še posebej spretna pri izdelavi varnih kriptografskih ključev, podobnih skrivnim geslom ali kodam, ki jih lahko razumeta in uporabljata samo predvideni pošiljatelj in prejemnik. DV QKD vključuje kodiranje informacij z uporabo lastnosti posameznih kvantnih stanj, kot je polarizacija fotonov, primernih za te varne ključe.
Po drugi strani pa zvezna spremenljivka Kvantna distribucija ključev (CV QKD) deluje nekoliko drugače. Namesto da bi se zanašal na različna kvantna stanja, kodira informacije z uporabo niza vrednosti. Predstavljajte si to kot stikalo za zatemnitev luči, kjer lahko prilagodite svetlost na poljubno raven med popolnim vklopom in izklopom. Ta metoda je še posebej učinkovita v situacijah, kjer je veliko "šuma" ali motenj, saj je bolj odporna in lahko ohrani celovitost sporočila v pogojih, ki niso idealni.
Strateška izbira satelitskih orbit, zlasti nizke zemeljske orbite (LEO) in geosinhrone orbite (GEO), je ključnega pomena za optimizacijo delovanja QKD. Sateliti v nizki zemeljski orbiti (LEO) so bližje Zemlji kot bližnji mobilni stolp. Ponujajo močno povezavo z zemeljskimi postajami, vendar pokrivajo manjše območje. Zaradi te bližine so idealni za hitro in učinkovito komunikacijo, vendar je njihov doseg omejen.
Nasprotno pa so sateliti v Geosinhroni orbiti (GEO) veliko dlje. Delujejo kot oddaljeni radijski stolpi, ki pokrivajo veliko območje, vendar s šibkejšimi neposrednimi signali. Sateliti GEO lahko pokrijejo skoraj tretjino planeta in zagotavljajo širšo pokritost, čeprav z večjo zamudo signala.
LEO in GEO imata različni vlogi v kvantnih omrežjih, pri čemer je LEO odličen za hitro in učinkovito komunikacijo na omejenem območju, GEO pa ponuja širšo pokritost z nekaterimi kompromisi pri hitrosti.
Integracija programsko definiranega omrežja (SDN) in kvantno računalništvo:
Programsko definirano omrežje (SDN) v kvantnem satelitskem omrežju se lahko šteje za zelo napreden in prilagodljiv sistem za nadzor prometa za podatke. Kot bi imeli osrednji ukazni center, ki lahko takoj preusmeri podatkovni promet, da se izogne zastojem in zagotovi nemoten pretok komunikacije. Rezultat te integracije je znatno povečanje stopnje generiranja kvantne prepletenosti, ki je ključna komponenta varne komunikacije. Prav tako poenostavlja upravljanje teh kvantnih povezav, kar zagotavlja, da kvantno omrežje deluje učinkovito in uspešno.
S svojo ogromno procesorsko močjo lahko kvantno računalništvo znatno poveča varnost satelitskih informacijskih omrežij. Tako kot lahko zmogljiv računalnik naredi zapletene naloge, kot je urejanje videa, bolj gladke in hitrejše, lahko kvantno računalništvo okrepi varnostne mehanizme teh omrežij, zaradi česar je izjemno težko ogroziti.
Za internet stvari (Internet stvari) naprave, kot so pametni avtomobili ali brezpilotna letala, ki temeljijo na hitri in varni komunikaciji, je zmanjšana zamuda, ki jo ponuja kvantno računalništvo, ključnega pomena. Ta izboljšava je podobna hitri internetni povezavi, ki omogoča brezhibno pretakanje videoposnetkov visoke ločljivosti brez medpomnjenja.
Prihodnje raziskovanje:
Prispevek predlaga področja, ki so zrela za prihodnje raziskovanje na tem rastočem področju. Kvantno satelitsko mreženje je v ospredju omogočanja kvantne Internet ki lahko revolucionira različne industrije. To vključuje uporabo satelitov kot kvantnih repetitorjev za povezovanje zemeljskih kvantnih računalnikov in vzpostavitev varnih ključev med strankami.
Kenna Hughes-Castleberry je glavna urednica pri Inside Quantum Technology in znanstveni komunikator pri JILA (partnerstvo med Univerzo Colorado Boulder in NIST). Njeni pisateljski utripi vključujejo globoko tehnologijo, kvantno računalništvo in umetno inteligenco. Njeno delo je bilo predstavljeno v revijah Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica itd.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-new-ieee-paper-on-quantum-computing-and-satellite-communications/
- :ima
- : je
- :kje
- 2023
- 29
- 500
- a
- spreten
- prilagodite
- napredno
- Prednosti
- AI
- sorodno
- omogoča
- skoraj
- Prav tako
- Ameriška
- in
- kaj
- SE
- OBMOČJE
- članek
- AS
- At
- izogniti
- stran
- BE
- bilo
- počutje
- med
- Bit
- podstavek
- odmori
- širši
- rastoči
- vendar
- by
- CAN
- avtomobili
- celica
- center
- Osrednji
- izbira
- bližje
- klub
- Koda
- Kode
- Colorado
- Komunikacija
- Communications
- kompleksna
- komponenta
- Kompromis
- računalnik
- računalniki
- računalništvo
- Pogoji
- zastoji
- Connect
- povezava
- povezave
- šteje
- neprekinjeno
- kontrast
- nadzor
- Konvergenca
- pokrov
- pokritost
- kritje
- Ustvarjanje
- ključnega pomena
- kriptografijo
- datum
- december
- globoko
- globoko teh
- zamuda
- podrobno
- naprave
- drugače
- težko
- neposredna
- odkriti
- oddaljeni
- izrazit
- distribucija
- domen
- navzdol
- Brezpilotna letala
- vsak
- Zemlja
- ekosistem
- urejanje
- urednik
- Učinkovito
- učinkovito
- učinkovite
- učinkovito
- omogočanje
- kodiranje
- okrepi
- Izboljšave
- zagotovitev
- zagotoviti
- bistvena
- vzpostaviti
- Eter (ETH)
- raziskovanje
- izredno
- FAST
- hitreje
- izrazit
- Polje
- Pretok
- Osredotoča
- za
- ospredju
- v celoti
- Prihodnost
- generacija
- Globalno
- veliko
- Igrišče
- prelomni
- strani
- Imajo
- ob
- jo
- visoka
- visoke ločljivosti
- zelo
- HTTPS
- idealen
- IEEE
- slika
- neizmerno
- Vplivi
- posledice
- in
- vključujejo
- Povečajte
- individualna
- industrij
- Industrija
- Podatki
- v notranjosti
- Znotraj kvantne tehnologije
- takoj
- integracija
- celovitost
- namenjen
- Internet
- internetna povezava
- Internet stvari
- v
- vključuje
- IT
- ITS
- Revija
- samo
- Ključne
- tipke
- LEO
- Stopnja
- light
- kot
- Limited
- logo
- Sklop
- nizka
- revije
- vzdrževati
- Znamka
- IZDELA
- Izdelava
- upravljanje
- upravljanje
- max širine
- Mehanizmi
- Sporočilo
- Metoda
- več
- veliko
- mreža
- mreženje
- omrežij
- Novo
- nst
- of
- off
- ponudba
- ponujen
- ponujanje
- on
- samo
- deluje
- deluje
- optimizacijo
- or
- Orbit
- Ostalo
- Papir
- zlasti
- Stranke
- Partnerstvo
- gesla
- performance
- kos
- ključno
- planet
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- objavljene
- moč
- močan
- obravnavati
- Obdelava moči
- globok
- Lastnosti
- predlaga
- zagotavljanje
- Kvantna
- kvantni računalniki
- kvantno računalništvo
- kvantno zapletanje
- kvantna omrežja
- kvantna tehnologija
- Hitri
- radio
- območje
- Oceniti
- precej
- uresničevanje
- nedavno
- Zmanjšana
- zanašajo
- zanašanje
- predstavlja
- Raziskave
- odporno
- Rezultati
- revolucijo
- vloge
- s
- satelit
- satelitov
- sheme
- Znanost
- znanstveno
- Znanstvenik
- sdn
- brezšivne
- skrivnost
- zavarovanje
- varnost
- oddajnik
- Serija
- Signal
- signali
- pomemben
- bistveno
- poenostavlja
- situacije
- manj
- pametna
- nemoteno
- bolj gladko
- nekaj
- hitrost
- Države
- Postaje
- Strateško
- pretakanje
- močna
- študija
- Študij
- taka
- primerna
- SWIFT
- Preklop
- sistem
- Naloge
- tech
- tehnika
- Tehnologija
- zemeljsko
- kot
- da
- O
- njihove
- Njih
- te
- jih
- stvari
- mislim
- tretja
- ta
- do
- Stolp
- Prometa
- prenos
- Res
- pod
- razumeli
- edinstven
- univerza
- uporaba
- uporabo
- Vrednote
- spremenljivka
- različnih
- Popravljeno
- Video
- Video posnetki
- šibkejši
- Tedenski
- ki
- širše
- z
- v
- brez
- delo
- deluje
- pisanje
- jo
- zefirnet